Suchfunktion

Mi­kro- und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie

Vor­be­mer­kun­gen

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Kon­ser­vie­rung von Le­bens­mit­teln
Klär­an­la­ge (Ni­tra­t­am­mo­ni­fi­ka­ti­on, De­ni­tri­fi­ka­ti­on, Stick­stoff­kreis­lauf)
Her­stel­lung von Milch­pro­duk­ten
Vi­ro­ide und Prio­nen
AIDS
Mi­cro­ar­rays
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Be­deu­tung der Mi­kro­or­ga­nis­men

4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler cha­rak­te­ri­sie­ren die Viel­falt der Mi­kro­or­ga­nis­men und le­gen die Be­deu­tung für Mensch und Um­welt dar.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lei­ten die Be­deu­tung der Mi­kro­or­ga­nis­men aus ih­ren Er­fah­run­gen ab. Sie ord­nen die Rol­le von Cya­no­bak­te­ri­en für die Evo­lu­ti­on des Le­bens auf der Er­de ein. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­glei­chen den Auf­bau von Pro- und Eu­cy­te und be­schrei­ben ex­em­pla­risch Un­ter­schie­de im Auf­bau und in Ei­gen­schaf­ten von Zel­len im Ver­gleich zu Vi­ren. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen An­wen­dungs­ge­bie­te für bio­tech­no­lo­gi­sche Ver­fah­ren und Pro­duk­te bio­tech­no­lo­gisch re­le­van­ter Mi­kro­or­ga­nis­men.

Die be­son­de­re Stel­lung der Mi­kro­or­ga­nis­men in der Evo­lu­ti­on des Le­bens
Ar­chae­en, Cya­no­bak­te­ri­en, En­do­sym­bi­on­ten­theo­rie
Mi­kro­bi­om
Darm, Haut (Kom­men­sa­le und Schutz)
Ein­satz in der Bio­tech­no­lo­gie
Far­ben der Bio­tech­no­lo­gie: Me­di­zin, Le­bens­mit­tel, Um­welt und Ent­sor­gung, In­dus­trie­pro­zes­se, Land­wirt­schaft
Be­rufs­ori­en­tie­rung: Tä­tig­kei­ten im Be­reich „Life Sci­en­ces“

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­schei­den ver­schie­de­nen Grup­pen der Mi­kro­or­ga­nis­men und die wich­tigs­ten Merk­ma­le von Bak­te­ri­en.

Mor­pho­lo­gi­sche Dar­stel­lung
Vi­ren
Kri­te­ri­en zur gro­ben Ein­tei­lung von Bak­te­ri­en
Te­tra­den

BPE 2

Bau der Bak­te­ri­en­zel­le

6

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­grei­fen die Zel­le über Kennt­nis­se der Zell­struk­tu­ren und de­ren Bau­stei­ne als grund­le­gen­de Bau- und Funk­ti­ons­ein­heit so­wie die Grund­prin­zi­pi­en des Zell­stoff­wech­sels. Den Schü­le­rin­nen und Schü­ler die­nen die­se Ab­läu­fe in der Zel­le zu­dem als Aus­gangs­punkt für ei­nen Ein­blick in die ver­schie­de­nen Nach­weis­me­tho­den.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Grund­bau­plan der Bak­te­ri­en­zel­le. Sie er­läu­tern die Vor­gän­ge der Che­mo­ta­xis und cha­rak­te­ri­sie­ren den Bau der Bak­te­ri­en­zell­wand an­hand der Gram­fär­bung.

Grund­struk­tu­ren der Bak­te­ri­en­zel­le
Un­ter­schie­de Pro- und Eu­ka­ry­on­ten
Un­ter­schei­dung der Zell­wand gram­po­si­ti­ver und gram­ne­ga­ti­ver Bak­te­ri­en an­hand der Gram­fär­bung
Zell­wand­auf­bau
Fil­amen­te und Pi­li
F-Pi­lus
Gei­ßel­be­we­gun­gen bei Bak­te­ri­en, Che­mo­ta­xis
Be­gei­ße­lungs­ty­pen
En­do­spo­ren und Dau­er­for­men
Pe­ri­plas­ma, Hit­ze­re­sis­tenz

BPE 3

Wachs­tum und Wachs­tums­hem­mung von Mi­kro­or­ga­nis­men

6

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern das Wachs­tum der Mi­kro­or­ga­nis­men un­ter La­bor­be­din­gun­gen. Sie er­klä­ren die Be­deu­tung der Rein­kul­tur und des ste­ri­len Ar­bei­tens für die Pro­dukt­bil­dung und be­schrei­ben die ge­ne­rel­len Kul­ti­vie­rungs­be­dürf­nis­se von Or­ga­nis­men in ei­nem bio­tech­no­lo­gi­schen Pro­duk­ti­ons­pro­zess. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lei­ten dar­aus An­for­de­run­gen an das Nähr­me­di­um für die Kul­ti­vie­rung die­ser Or­ganismen und die zu re­gu­lie­ren­den Pa­ra­me­ter ab. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler prü­fen die Zu­ord­nung von Nähr­me­di­en zu ver­schie­de­nen Nähr­me­di­en­klas­sen und er­klä­ren die Ef­fek­te auf die Kul­ti­vie­rung von Zel­len. Sie ka­te­go­ri­sie­ren die wich­tigs­ten An­ti­bio­ti­ka und de­ren Wir­kungs­wei­se im Zu­sam­men­hang mit Wachs­tums­hem­mung.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben und be­grün­den die Wachs­tums­pha­sen ei­ner bak­te­ri­el­len Batch-Kul­tur.

Wachs­tums­kur­ve in Batch-Kul­tur: An­lauf, ex­po­nen­ti­el­le, sta­tio­nä­re und Ab­ster­be-Pha­se
la­g-Pha­se, lo­g-Pha­se
Ge­ne­ra­ti­ons­zeit
Batch, Fe­d-Batch, Kon­ti­nu­ier­lich
Fer­men­ter

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen die wich­tigs­ten An­ti­bio­ti­ka und er­läu­tern de­ren Wir­kungs­wei­se.

An­ti­bio­ti­ka und ih­re Pro­duk­ti­on
Pe­ni­cil­lin, Sphär­o­plas­ten
Wir­kungs­wei­se und Ur­sa­che der An­ti­bio­ti­ka-Re­sis­tenz an aus­ge­wähl­ten Bei­spie­len
me­di­zi­nisch re­le­van­te An­ti­bio­ti­ka

BPE 4

Kul­ti­vie­rung von Mi­kro­or­ga­nis­men

6

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­su­chen die Zell­tei­lung von Mi­kro­or­ga­nis­men in ei­nem für sie ge­eig­ne­ten Kul­tur­me­di­um. Hier­bei wer­den Bak­te­ri­en un­ter kon­trol­lier­ten Be­din­gun­gen wie z. B. Zu­sam­men­set­zung, pH-Wert, Tem­pe­ra­tur und die An­we­sen­heit oder das Feh­len von Sau­er­stoff ge­hal­ten.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zei­gen Wachs­tums­be­din­gun­gen der ver­schie­de­nen Mi­kro­or­ga­nis­men auf.

Nähr­stoff­be­din­gun­gen und Ty­pen der Er­näh­rung
Au­to‑, He­te­ro‑, Pro­to‑, Au­xo­tro­phie, Supp­li­ne
  • Nähr­me­di­en und ih­re Ein­tei­lung
Flüs­sig‑, Fest‑, Voll‑, Mi­ni­mal‑, Nähr­me­di­en, de­fi­nier­te und kom­ple­xe Nähr­me­di­en
Ein­fluss der pH-Be­din­gun­gen
For­men des En­er­gie­ge­winns
pH-An­sprü­che der ver­schie­de­nen Mi­kro­or­ga­nis­men
Ka­ta­lase, Su­per­oxid­dis­mu­ta­se
Ein­fluss der Tem­pe­ra­tur auf den Stoff­wech­sel
Tem­pe­ra­tur­kur­ve, Tem­pe­ra­tur-Ty­pen, Ab­tö­ten durch Hit­ze
Sau­er­stof­f-Ty­pen
Ar­chae­bak­te­ri­en
Os­mo­ti­sche Be­din­gun­gen
Hal­obak­te­ri­en

BPE 5

Stoff­wech­sel­phy­sio­lo­gie von Bak­te­ri­en

8

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­fas­sen die Grund­la­gen des En­er­gie­stoff­wech­sels bei Bak­te­ri­en in ih­ren je­wei­li­gen Va­ri­an­ten (ae­ro­be At­mung, an­ae­ro­be At­mung, Gä­rung) und set­zen die­se in den Zu­sam­men­hang mit un­ter­schied­li­chen En­er­gie­bi­lan­zen.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen Stoff­wech­sel­ab­schnit­te der Zel­l­at­mung. Sie stel­len die Bi­lanz­re­ak­ti­ons­glei­chung der ae­ro­ben At­mung dar.

Ab­bau der Glu­co­se zu Py­ru­vat
Gly­k­o­ly­se
  • En­er­gie­ge­winn durch ae­ro­be At­mung
Ci­trat­zy­klus, At­mungs­ket­te
  • Stoff­bi­lanz
Sum­men­for­mel­schreib­wei­se
En­er­gie­ge­winn durch an­ae­ro­be At­mung

BPE 5.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len die Bi­lanz der pro­ka­ry­on­ti­schen Gä­rung dar.

An­ae­rober En­er­gie­ge­winn durch Gä­rung

Bi­lanz im Ver­gleich zu ae­rober und an­ae­rober At­mung

BPE 5.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­glei­chen den an­ae­ro­ben Ab­bau der Glu­co­se mit dem des ae­ro­ben Ab­baus.

En­er­gie­ge­winn

BPE 6

Mo­le­ku­la­re Ge­ne­tik von Pro­ka­ry­on­ten

12

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­ken­nen die DNA als Trä­ger der Erb­in­for­ma­ti­on und ver­ste­hen die Viel­falt der Erb­an­la­gen. Sie ver­ste­hen die Wei­ter­ga­be der Erb­in­for­ma­ti­on an­hand der iden­ti­schen Re­pli­ka­ti­on der DNA. An­hand der Tran­skrip­ti­on und Trans­la­ti­on ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler das zen­tra­le Dog­ma der mo­le­ku­la­ren Ge­ne­tik ken­nen. Aus­ge­hend hier­von kön­nen sie ver­schie­de­ne Mu­ta­ti­ons­ty­pen und de­ren Ur­sa­chen und Aus­wir­kung wie­der­ge­ben.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len den che­mi­schen Auf­bau von Nu­kleo­ti­den in Struk­tur­for­mel­schreib­wei­se dar und nen­nen struk­tu­rel­le Un­ter­schie­de zwi­schen DNA und RNA.

Auf­bau und Struk­tur von Nu­kle­in­säu­ren

  • Des­oxy­ri­bo­se bzw. Ri­bo­se, Nu­kle­o­ba­sen

  • DNA-Dop­pel­strang: Kom­ple­men­ta­ri­tät, An­ti­par­al­le­li­tät

Nu­kleo­tid­se­quenz
  • RNA: Ein­zel­strang, Se­kun­där­struk­tur
RNA-Ty­pen

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern den mo­le­ku­la­ren Me­cha­nis­mus der Re­pli­ka­ti­on bei Pro­ka­ry­on­ten.

Initia­ti­on, Elonga­ti­on, Ter­mi­na­ti­on

Kon­ti­nu­ier­li­che, dis­kon­ti­nu­ier­li­che Syn­the­se
Syn­the­se­rich­tung 5' nach 3'
Leit­strang, Fol­ge­strang, Oka­z­aki-Frag­men­te, Li­ga­ti­on, Pri­ma­se, Ori­gin

BPE 6.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben das mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sche Grund­sche­ma der Pro­te­in­bio­syn­the­se bei Pro­ka­ry­on­ten.

Struk­tu­ren und Ab­lauf der Tran­skrip­ti­on

  • RNA-Po­ly­me­ra­se

  • codo­ge­ner und nich­t-codo­ge­ner Strang

  • Pro­mo­tor, Ter­mi­na­tor

  • po­ly­cis­tro­ni­sche mR­NA
Lac-O­pe­ron
Struk­tu­ren und Ab­lauf der Trans­la­ti­on

  • Initia­ti­on, Elonga­ti­on, Ter­mi­na­ti­on

  • ge­ne­ti­scher Code
Uni­ver­sa­li­tät
  • Ri­bo­som

  • tRNA, Codon, An­ti­codon
Wob­b­le-Hy­po­the­se
  • Start‑, Stop­codons
al­ter­na­ti­ve Start­codons

BPE 6.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen Ur­sa­che und Aus­wir­kung von Gen­mu­ta­tio­nen und lei­ten an­hand die­ser ver­schie­de­nen Mu­ta­ti­ons­ty­pen ab.

Ur­sa­chen und Aus­wir­kung von Gen­mu­ta­tio­nen
Mu­ta­ge­ne, Le­se­ras­ter­ver­schie­bung, IS-Ele­men­te, Trans­po­sons
Mu­ta­ti­ons­ty­pen
Punkt‑, De­le­ti­ons- und In­ser­ti­ons­mu­ta­ti­on

BPE 7

Vi­ro­lo­gie

8

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler cha­rak­te­ri­sie­ren den Auf­bau der Vi­ren. Sie ka­te­go­ri­sie­ren die ver­schie­de­nen Vi­renty­pen und un­ter­schei­den die Er­re­ger wich­ti­ger Vi­rus­er­kran­kun­gen. Sie stel­len die­sen die Ei­gen­schaf­ten von Bak­te­rio­pha­gen ge­gen­über und be­schrei­ben die Ver­meh­rung des Pha­gen Lamb­da.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen die all­ge­mei­nen Merk­ma­le von Vi­ren und ge­ben den Auf­bau und die Ein­tei­lung von Vi­ren wie­der. Sie ge­ben Bei­spie­le für Vi­rus­krank­hei­ten bei Men­schen, Tie­ren und Pflan­zen an.

All­ge­mei­ne Merk­ma­le von Vi­ren

Auf­bau und Ein­tei­lung von Vi­ren
Nu­cleo­cap­s­id
Wirts­spe­zi­fi­tät

Vi­rus­krank­hei­ten bei Men­schen, Tie­ren und Pflan­zen
Tu­mor­vi­ren

BPE 7.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler cha­rak­te­ri­sie­ren Bak­te­rio­pha­gen.

Ei­gen­schaf­ten von Bak­te­rio­pha­gen

Ver­meh­rungs­zy­klus des Bak­te­rio­pha­gen Lamb­da
ly­so­ge­ner Zy­klus

Schul­jahr 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Grund­la­gen des GL­P/GMP
Trans­for­ma­ti­ons­tech­ni­ken
Er­zeu­gung trans­ge­ner Pflan­zen
Neue As­pek­te der Bio­tech­no­lo­gie Gen­tech­nik und ih­re fach­über­grei­fen­den An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten
Impf­pro­ble­ma­tik
All­er­gie
Au­to­im­mun­re­ak­ti­on
Mög­lich­kei­ten und Ri­si­ken der Gen­tech­no­lo­gie für die Zu­kunft des Men­schen
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 8

Re­gu­la­ti­on der Gen­ak­ti­vi­tät bei Pro- und Eu­ka­ry­on­ten

4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Gen­re­gu­la­ti­on der Pro- und Eu­ka­ry­on­ten.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die Gen­re­gu­la­ti­on der Pro­ka­ry­on­ten.

Ope­ron-Mo­dell: Sub­strat­in­duk­ti­on, End­pro­duktre­pres­si­on
Lac‑/ Trp-O­pe­ron
Ka­t­a­bo­li­tre­pres­si­on
Lac-O­pe­ron

BPE 8.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­ben den Auf­bau der Chro­ma­tin­struk­tur wie­der.

Chro­ma­tin mit Nu­kleo­so­men
Kon­den­sa­ti­ons­grad
Auf­bau des Nu­kleo­soms

Gen­re­gu­la­ti­on durch Me­thy­lie­rung
Me­thy­lie­rung der His­to­ne

BPE 8.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau des eu­ka­ryo­ti­schen Tran­skripto­soms.

Auf­bau des Tran­skripto­soms

Cis‑/ tran­s-ak­ti­ve Ele­men­te
En­han­cer und Si­len­cer
Tran­skrip­ti­ons­fak­to­ren

BPE 9

Mo­di­fi­ka­tio­nen wäh­rend der Ge­n­ex­pres­si­on der Eu­ka­ry­on­ten

4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die post­tran­skrip­tio­na­len und post­trans­la­tio­na­len Mo­di­fi­ka­tio­nen bei Eu­ka­ry­on­ten und ih­re Be­deu­tung für die he­te­ro­lo­ge Ex­pres­si­on.

BPE 9.1

Die Schü­le­rin­nen Schü­ler un­ter­schei­den und be­schrei­ben post­tran­skrip­tio­na­le und post­trans­la­tio­na­le Mo­di­fi­ka­tio­nen.

mR­NA mit Exons und In­trons

Post­tran­skrip­tio­na­le Mo­di­fi­ka­tio­nen, Rei­fung der mR­NA

  • Spli­cing

  • Cap­ping

  • Po­ly-A-Schwanz

  • al­ter­na­ti­ves Spli­cing
Pro­te­in­fa­mi­li­en
Post­trans­la­tio­na­le Mo­di­fi­ka­tio­nen
Gly­ko­si­lie­rung, Pro­te­in­spal­tung, Di­sul­fid­brü­cken

BPE 10

Gen­tech­nik

20

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­all­ge­mei­nern die Prin­zi­pi­en der Gen­tech­nik und über­tra­gen die­se auf ih­re prak­ti­sche Tä­tig­keit im La­bor.

BPE 10.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler le­gen die Funk­ti­on von Re­strik­ti­ons­en­zy­men dar, un­ter­schei­den ver­schie­de­ne Ty­pen und be­schrei­ben de­ren gen­tech­ni­sche An­wen­dung.

Bio­lo­gi­sche Funk­ti­on

Pa­lin­drom­struk­tur

Gen­tech­nisch re­le­van­te Re­strik­ti­ons­en­zy­me

  • Typ II, blunt und sti­cky ends

  • An­wen­dung in der Gen­tech­nik
Klo­nie­rungs­stra­te­gi­en

BPE 10.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben und er­klä­ren den Auf­bau von gen­tech­nisch ein­ge­setz­ten Plas­mi­den und de­ren An­wen­dung in Klo­nie­rungs­ex­pe­ri­men­ten.

Auf­bau und Ei­gen­schaf­ten von Vek­to­ren
im Prak­ti­kum an­ge­wen­de­te Vek­to­ren (pBR322, pUC)
  • Se­lek­ti­ons­mar­ker, mul­ti­ple clo­n­ing site (mcs), ori­gin of re­pli­ca­ti­on (ori)
Re­sis­tenz­kas­set­ten
  • Ex­pres­si­ons­vek­to­ren: in­du­zier­ba­re Pro­mo­to­ren, Ter­mi­na­to­ren, ri­bo­so­ma­le Bin­dungs­stel­len (RBS)
pA­RA, pBlue­script
Scree­ning re­kom­bi­nan­ter Ko­lo­ni­en
Blau-Wei­ß-S­e­lek­ti­on

BPE 10.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau von Gen­son­den und ih­re An­wen­dung als Nach­weis­ver­fah­ren von Erb­ma­te­ri­al.

Auf­bau und Funk­ti­on ei­ner Gen­son­de
In-si­tu-Hy­bri­di­sie­rung
Sou­thern Blot­ting

Zel­lu­lä­re Hy­bri­di­sie­rungs­nach­wei­se
Fluo­res­zen­z-in-si­tu-Hy­bri­di­sie­rung (FISH)
Mi­cro­ar­ray/Gen­chip

BPE 10.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len die un­ter­schied­li­chen Gen­ban­ken ge­gen­über.

Auf­bau und An­wen­dung ei­ner ge­no­mi­schen Gen­bank

Auf­bau und An­wen­dung ei­ner cD­NA-Gen­bank
Exon‑, In­tron-Struk­tur bei Eu­ka­ry­on­ten
vgl. BPE 9
Be­deu­tung der re­ver­sen Tran­skrip­ta­se
he­te­ro­lo­ge Ex­pres­si­on

BPE 10.5

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die PCR als we­sent­li­che Me­tho­de im La­bor.

Prin­zip der PCR-Tech­nik und de­ren An­wen­dungs­be­rei­che
wei­te­re An­wen­dun­gen: Nested‑, Mul­ti­plex-P­CR
Re­al-Time PCR

Pro­ble­me bei der Durch­füh­rung ei­ner PCR
Pri­mer­de­sign, vgl. „Bio­in­for­ma­tik“ (BPE 7.1)

BPE 10.6

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Se­quen­zie­rungs­me­tho­den.

San­ger Se­quen­zie­rung

Ak­tu­el­le Me­tho­den der Se­quen­zie­rung
Next Ge­ne­ra­ti­on Se­quen­cing, Py­ro­se­quen­zie­rung, Na­no­po­ren­se­quen­zie­rung

BPE 11

Im­mu­no­lo­gie und im­mu­no­lo­gi­scher Nach­weis

12

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­hal­ten ei­nen Über­blick über die Funk­ti­on und Wir­kung des Im­mun­sys­tems und er­schlie­ßen die Be­deu­tung der Im­mu­no­lo­gie für die La­bor­dia­gnos­tik.

BPE 11.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Ab­lauf der Im­mun­ant­wort.

Be­tei­lig­te Zell­ty­pen
vgl. „Bio­lo­gie“ (BPE 8.4)
Un­spe­zi­fi­sche und spe­zi­fi­sche Im­mun­ant­wort

Pha­sen der hu­mo­ra­len und zel­lu­lä­ren Im­mun­ant­wort
ak­ti­ve und pas­si­ve Im­mu­ni­sie­rung

BPE 11.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau der An­ti­kör­per, er­klä­ren den Ab­lauf des ELISA-Tests und er­schlie­ßen the­ra­peu­ti­sche Ein­satz­mög­lich­kei­ten mo­no­k­lo­na­ler An­ti­kör­per.

Prin­zi­pi­el­ler Auf­bau ei­nes Ig­G-An­ti­kör­pers und des­sen Funk­ti­on (Schlüs­sel-Schlos­s-Prin­zip)
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 9.3)
An­ti­kör­per­klas­sen

Mo­no­k­lo­na­le An­ti­kör­per

ELISA-Tests: di­rekt, in­di­rekt, kom­pe­ti­tiv
Sand­wich-ELISA
Hu­ma­ni­sier­te An­ti­kör­per-Fu­si­ons­pro­te­ine
Ein­satz in der Krebs­the­ra­pie

BPE 12

Mu­ta­ti­on des Erb­guts

10

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ka­te­go­ri­sie­ren Mu­ta­tio­nen und be­ur­tei­len de­ren Ein­fluss auf die Zel­le.

BPE 12.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ka­te­go­ri­sie­ren Mu­ta­tio­nen und lei­ten de­ren Aus­wir­kun­gen auf die Zel­len ab.

Mu­ta­ti­ons­ar­ten und mu­ta­ge­ne Stof­fe
Ames-Test, Neu­tral­ro­t-Test, Mou­se-Lym­pho­ma-As­say
Ent­ste­hung ma­li­gner Tu­mo­re:
Tu­mor­pro­mo­tor/‑sup­pres­sor, Pro­to‑/ On­ko­ge­ne
Zwei-Tref­fer-Hy­po­the­se, Er­re­ger und Um­welt­fak­to­ren als Aus­lö­ser, Pro­phy­la­xe z. B. Darm­krebs

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Die­se Ziel­for­mu­lie­run­gen le­gen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Re­gel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu ei­nem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren ei­ner Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form so­wie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen so­wie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lö­sen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für ei­ne ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten ei­nes Sach­ver­hal­tes oder ei­nes Ob­jek­tes er­schlie­ßen und de­ren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
II
an­wen­den, über­tra­gen
ei­nen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder ei­ne be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf ei­nen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Da­ten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in ei­nen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Da­ten oder Fak­ten oh­ne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
I
be­ra­ten
ei­ne Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Da­ten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten ge­nau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, da­bei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung ei­ner Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, ei­ne lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen so­wie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. un­ter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. un­ter ei­ner be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu ei­ner Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu ei­nem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
I, II
durch­füh­ren
ei­ne vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge un­ter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um ei­ne ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf ei­ne An­nah­me oder ei­ne Lö­sung für ei­ne Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge ei­nes Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches ei­nes Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
II
er­mit­teln
ei­nen Zu­sam­men­hang oder ei­ne Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren un­d/o­der Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen so­wie et­wai­ge Re­geln in ei­nem Sys­tem um­set­zen
II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge ei­ner be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen un­d/o­der ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
II
op­ti­mie­ren
ei­nen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, ei­nen Quell­code oder ei­ne ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en un­ter ei­nem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
II, III
pla­nen
die Schrit­te ei­nes Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und ei­ne nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
I
über­set­zen
ei­nen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in ei­ner an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung ei­nes do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich ei­ne Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zu­vor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
I
ver­all­ge­mei­nern
aus ei­ner Ein­sicht ei­ne Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach ei­nem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len so­wie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on un­d/o­der de­ren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
I
zeich­nen
ei­nen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. un­ter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert so­wie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

Fußleiste